Механизм, кинетика образования и выращивание нелинейных кристаллов для оптоэлектроники

• Автор: Кидяров, Борис Иванович
• Шифр специальности: 01.04.07, 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 202 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 .ИНФОРМАЦИОННЫЙ И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ВЗАИМОСВЯЗИ

«СОСТАВ-СТРУКТУРА-СВОЙСТВО» ОКСИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ

1.1. Общие аспекты систематизации и эмпирического дизайна

новых материалов

1.2. Общая схема взаимосвязи «структура-свойство» кристаллов

1.3. Структурно- химические Кларки кристаллов элементов и оксидов

1.4. Систематизация ацентричных бинарных и тройных оксидных
кристаллов
1.5. Взаимосвязь «свойство - свойство» оксидных кристаллов
1.6. Схема сегнетоэластичных фазовых переходов в кристаллах по Айзу
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА И КИНЕТИКИ
КРИСТАЛЛИЗАЦИИ
2.1. Кристаллы, квазикристаллы, аморфное состояние и стекла
2.2. Термодинамика и кинетика образования кристаллов из жидкой фазы
2.3. Статистика образования зародышей из жидкой фазы
2.4. Критерии морфологической устойчивости роста кристаллов
2.5. Критерии устойчивости роста кристаллов из растворов
ГЛАВА 3 . СТАТИСТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ НУКЛЕАЦИИ
В РАСПЛАВАХ
3.1. Методика и установка
3.2. Анализ кинетики нуклеации в металлических расплавах
3.3. Германий и антимонид индия
3.4. Теллур
3.5. Тиоарсенат серебра - Прустит (AgзAsSз)
3.6. Тиогаллат серебра (AgGaS2)

3.7. Систематизация данных о предельных переохлаждениях расплавов
ГЛАВА 4. Статистическое исследование кинетики нуклеации в растворах
4.1. Методика и установка
4.2. Кинетика образования кристаллов в растворах иодата калия
4.3. Образование кристаллов в растворах хлорида калия
4.4. Образование кристаллов в растворах 1-1 электролитов
4.5. Образование кристаллов в растворах М-И электролитов
4.6. Образование кристаллов а- и Р- 1ЛЮ3, и рекристаллизация
р—> а - ЫЮз в растворах
ГЛАВА 5 . Закономерности роста кристаллов из растворов
5.1. Взаимосвязь «переохлаждение растворов - произведение растворимости
- качество кристаллов»
5.2. Рост кристаллов тетрагидрата пентабората калия из водных
растворов (КБ5, КВ508-4Н20)
5.3. Рост кристаллов бромата калия из водных растворов
5.4. Рост кристаллов октагидрата иодата алюминия (А1(Юз)з-8Н20)
из водных растворов
5.5. Рост кристаллов а-1лЮ3, 1л103-Н103, ЬЦЗОгНгО, и 1л28С>4-В2С>
из водных растворов
5.6. Выращивание других кристаллов: формиата лития, иодатов
аммония, калия, твердых растворов (Ме-ИВДЮз
ГЛАВА 6. РОСТ КРИСТАЛЛОВ ЦИНКИТА
6.1. Выращивание затравочных кристаллов цинкита из раствора в расплаве
6.2. Рост кристаллов цинкита из газовой фазы в хлоридной системе
6.3. Рост кристаллов цинкита из газовой фазы в кислородно-водородной системе
6.4. Использование выращенных кристаллов в исследованиях их свойств,
и в оптоэлектронике
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЛИТЕРАТУРА
ВЫВОДЫ

ЦС и НЦС кристаллы обладают существенно различающимися наборами физических свойств. А именно, НЦС фазы дополнительно имеют комплекс от одного до четырех «ацентричных» свойств, совершенно отсутствующих у ЦС фаз. Соответственно НЦС кристаллы являются основным материалом «ацентричной диэлектроники», в частности акустоэлектроники, акустоптики, нелинейной оптики, интегральной оптики, само-удвоительных лазерных сред, и т.д. [16]. Все НЦС кристаллы, за исключением одной структуры 432 (VII группа), обладают пьезоэлектричеством, ПЭ (20 структур) и разделяются на полярные, Е (10 структур) и неполярные, Р (10 структур). Определенная доля НЦС -материалов обладает оптической активностью (гиротропия), О А (15 структур), часть из которых характеризуется энантиоморфизмом, ЭМ (11 структур). Все ПЭ - кристаллы являются электрооптическими (ЭО), и нелинейно-оптическими (НЛО). Отметим, что компоненты тензорного представления этих свойств совершенно аналогичны [159]. Все 20 ПЭ - структур объединены на схеме в отдельный блок, включающий шесть вертикальных полос I - VI- аффинно-физических групп НЦС - кристаллов. Разбиение НЦС структур на семь отдельных аффинно-физических групп в основном соответствует их разбиению на классы симметрии, данному М.П. Шаскольской при выводе 32 классов симметрии [163], с.51. Здесь, прежде всего, оси симметрии приняты за основные порождающие элементы симметрии. Первый простейший (примитивный) класс симметрии, с которого начинается вывод классов симметрии, включает одну полярную ось симметрии и-ого порядка вдоль единичного направления (классы 1, 2, 3, 4, 6). На нашей схеме это соответствует вертикальному столбцу III аффинно-физической группы, кристаллы которой обладают всеми НЦС свойствами. Кроме того, все ЭМ - кристаллы разделяются по ОА на лево -, и право -вращающие (1/г), которые имеют существенно различные свойства по их биологической активности в живой природе [163]. Живые системы, как правило, построены лишь из левой разновидности биологических молекул [164], с.88. Соответственно лекарственными формами для живых систем являются лишь те, которые изготовлены из левовращающих кристаллических форм. Наиболее уникальная структура относится к тригональной, точечной симметрии (Сз, 3), которая имеет одну особенную полярную ось, все остальные - просто полярные, а неполярные направления отсутствуют [163], с. 131. Отметим, что